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镍氢电池工作原理图

镍氢电池由氢氧化镍正极,储氢合金负极,隔膜纸,电解液,钢壳,顶盖,密封圈等组成。在圆柱形电池中,正负极用隔膜纸分开卷绕在一起,然后密封在钢壳中的。在方形电池中,正负极由隔膜纸分开后叠成层状密封在钢壳中。

镍氢电池工作原理图

镍氢电池组成:

负极材料:储氢合金粉

正极材料:Ni(OH)2

单体电池电压:1.2V

循环寿命500-1000次

镍氢电池的电解质主要为KOH作电解液(电解质7moL/L KOH+15g/L LiOH)

镍氢电池充电时
正极反应:Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-
负极反应:M+H20+e-→MH+OH-
总反应:M+Ni(OH)2→MH+NiOOH

镍氢电池放电时

正极:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-
负极:MH+OH-→M+H2O+e-
总反应:MH+NiOOH→M+Ni(OH)2

以上式中M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金。最常用储氢合金为LaNi5。

镍氢电池过放电:
氢氧化镍电极(正极)2H2O+2e->H2+2OH-
吸氢电极(负极)H2+20H-2e→2H20
过放电时,电池总反应的净结果为零,由于在正极上产生的氢气会在负极上新化合,同样也保持了电池体系的稳定。

镍氢电池过充电:
氢氧化镍电极(正极)OH-4e->2H2O+O2
吸氢电极(负极)H2O+O2+4e>4OH

氢氧化镍电极全充电态时产生的氧气,经过扩散在负极上重新化合为水。既保持了电池内压的恒定,同时又使电液浓度不致发生巨大变化。

镍氢电池由氢氧化镍正极,储氢合金负极,隔膜纸,电解液,钢壳,顶盖,密封圈等组成。在圆柱形电池中,正负极用隔膜纸分开卷绕在一起,然后密封在钢壳中的。在方形电池中,正负极由隔膜纸分开后叠成层状密封在钢壳中。

一、镍氢电池的应用

氢镍电池应用:民用通讯电源,各种便携式设备电源、电动工具、动力电源等。小型绿色电源,替代镉镍电池。

氢氧化镍电极全充电态时产生的氧气,经过扩散在负极上重新化合为水。既保持了电池内压的恒定,同时又使电液浓度不致发生巨大变化。

MH/Ni电池的正、负极上所发生的反应均属于固相转变机制,不额外生成和消耗电解液组分,因此电池的正、负极都具有较高的稳定性,可以实现密封和免维护。

MH/Ni电池一般采用负极容量过剩的配置方式,电池在过充时,正极上析出的氧气可在金属氢化物电极表面被还原成水;电极在过放时,正极上析出的氢气又可被金属氢化物电极吸收,从而使得电池具有良好的耐过充放能力。

当正极析出的氧扩散到负极与氢发生反应时,不仅消耗负极的一部分氢,影响到负极的电极电位,而且释放的热量会导致电池内部温度显著升高,从而加速电极反应。

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